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摘 要：牛頓第一定律是牛頓經典力學體系的開篇，也是繼續學習牛頓第二、第三定律的基礎。第一定律在初中階段學生已經學習過，但學的比較簡單，對概念的理解也很膚淺；所以在高中階段再次學習這個內容時，不僅要在知識上有所突破，而且還要從科學的研究方法和認識論上有進一步的提高。

關鍵詞：力；慣性；運動狀態

中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）04-164-01

牛頓第一定律又叫做慣性定律，慣性是經典力學中的一個基本概念，同時它又是人們日常生活中的一個基礎性觀念，并且慣性問題也是經常被物理學界討論的一個話題。可是，盡管經典力學經走過了漫長的發展時期，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性，下面我從幾個方面談談對牛頓第一定律的認識，不當之處望同行多多賜教。

我們都知道，牛頓第一定律指出一切物體總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，直到有外力迫使改變這種狀態.把物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質叫慣性。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動，該定律說明力并不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因.它科學地闡明了力和慣性這兩個物理概念，正確地解釋了力和運動狀態的關系，并提出了一切物體都具有保持其運動狀態不變的屬性，它是物理學中一條基本定律。從天文觀察中，間接推導而來，是抽象概括的結論，不能單純按字面定義而用實驗直接驗證。

牛頓第一定律說明了兩個問題：第一它明確了力和運動的關系。物體的運動并不是需要力來維持，只有當物體的運動狀態發生變化，產生加速度時，才需要力的作用。在牛頓第一定律的基礎上得出力的定性定義：力是一個物體對另一個物體的作用，它使受力物體運動狀態的改變。第二它提出了慣性的概念。物體之所以保持靜止或勻速直線運動，是在不受力的條件下，由物體本身的特性來決定的。物體所固有的、保持原來運動狀態不變的特性叫慣性。牛頓在第一定律中沒有說明靜止或運動狀態所選擇參考系是怎樣的，然而，按牛頓的說法，這里所指的運動是在絕對時間過程中的相對于絕對空間參考系的絕對運動。牛頓第一定律成立于一定的參考系，通常把牛頓第一定律成立的參考系稱為慣性參考系，因此這一定律在實際上定義了慣性參考系。牛頓第一定律是作為牛頓力學體系一條規律，它具有特殊意義，是三大定律中不可缺少的獨立定律。不能把牛頓第一定律看作牛頓第二定律的特例。大家注意：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因！

牛頓第一定律指出慣性與物體運動狀態無關.高中物理教材指出質量是物體慣性大小的量度理由是：通過實驗可以驗證質量大的物體在相同的力作用下其運動狀態不容易改變，而質量小的物體則易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結論，而事實上物體運動狀態是否變化，物體運動狀態的變化是難還是容易是與慣性無關的。慣性所揭示出的物體之性質不在于其使物體運動狀態的改變的能力，而在于它的保持某種特定狀態的本領，因此慣性與物體的質量無關。倘若慣性與物體的質量有關的話，則我們也可以說慣性與力也有關系。因為對于相同質量的物體而言，力越小其運動狀態就越難改變。因而，也即力越小物體的慣性越大。如果要說質量與慣性真有關系的話，我認為也只能從一個角度來看：慣性是由其表現物體周圍存在著的與時空有關的天體質量分布情況決定著的性質。根據廣義相對論，空間的性質是由天體質量的分布所決定的。在慣性系中牛頓運動第一定律成立，但在非慣性系中，我們通常認為牛頓第一定律已不成立。在涉及慣性的問題上我們必須分清那些屬于慣性現象，而那些不屬于慣性現象。牛頓的觀點毫無疑問是正確的，但我們許多的物理學研究者卻將慣性對事物的影響的范圍作了隨意而并不恰當的擴展。這里關鍵在于，慣性不是使物體改變運動狀態的原因，物體的運動狀態與慣性無關，只和力有關。

牛頓第一定律與牛頓第二定律有怎樣的關系呢?第一，當物體所受的合外力為零時，從牛頓第二定律可知物體處于靜止狀態或作勻速直線運動。可是，僅依據這一點卻不能認為牛頓第一定律是牛頓第二定律的一個特例。因為這兩個定律的論述對象其實是不一樣的。牛頓第二定律的研究對象是一個物體，而牛頓第一定律論述的是整個存在的性質。第二，牛頓第二定律是關于個別物體因果性的規律，而牛頓第一定律卻與個別物體的因果性無關，它是存在之狀態的表述，它的表述是與具體的特定的時間無關的、瞬時性的。恰恰相反，現行的動力學規律正是牛頓第一定律所揭示的存在之性在具體的個體事物上的展現。正是慣性現象，構成了牛頓動力學所以成立的操作平臺，并不能相互的推導，彼此相互獨立的定律。但是第一定律所揭示的物質存在的本性在具體的個體事物上的展現，比第二定律具有更強的基礎性。可以說，牛頓第一定律是牛頓動力學之根本。

牛頓第一定律是動力學定律的基礎，但它并不能體現物體的某種動力學性質，它是關于人類領略大自然之美、自然之和諧的陳述，反映時間的均勻性，空間的對稱性，及自然之美對人類最完美的呈現。牛頓第一定律是通過分析事實、再進一步概括、推理得出的。雖然不可能用實驗來直接驗證這一定律，但是，從定律得出的一切理論，都經受住了實踐的考驗。所以，牛頓第一定律已成為大家公認為牛頓力力學之根本。